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荔波连蕊茶GA2ox1基因的克隆及表达分析

肖政 ,  李纪元 ,  范正琪 ,  李辛雷 ,  殷恒福

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文章导航 > 林业科学研究  > 2016 >  29(1): 41-47
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荔波连蕊茶GA2ox1基因的克隆及表达分析

  • 1.

    江苏省农业科学院园艺研究所/江苏省高效园艺作物遗传改良重点实验室, 江苏 南京 210014

  • 2.

    中国林业科学研究院亚热带林业研究所, 浙江 杭州 311400

  • 基金项目:

    "十二五"国家科技支撑计划课题(2012BA01B0703);国家国际科技合作项目(2011DFA30490);浙江省花卉新品种选育重大科技专项(2012C12909-6);浙江省省院合作林业科技项目(2012SY02)

  • 中图分类号: S718.46

Cloning and Expression Analysis of GA2ox1 Gene from Camellia lipoensis

  • 1.

    Institute of Horticulture, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Jiangsu Key Laboratory for Horticultural Crop Genetic Improvement, Nanjing 210014, Jiangsu, China

  • 2.

    Research Institute of Subtropical Forestry, Chinese Academy of Forestry, Hangzhou 311400, Zhejiang, China

  • CLC number: S718.46

  • 摘要: [目的]GA2氧化酶是赤霉素生物合成代谢过程中关键酶之一,GA2ox家族基因常被用于植物矮化基因工程育种。[方法]根据植物GA2氧化酶基因编码区的保守序列设计引物,以山茶属荔波连蕊茶嫩枝为材料,提取总RNA,进行RT-PCR。采用RACE技术扩增获得1 371 bp的GA2ox基因全长cDNA序列,命名为ClGA2ox1(GenBank登录号KJ502290)。[结果]序列分析表明,ClGA2ox1放阅读框(ORF)为1 002 bp,编码333个氨基酸,5'非编码区59 bp,3'非编码区310 bp。预测的蛋白质分子量为37.31 kD,等电点为5.92,具有GA2ox超基因家族的保守结构域和特有的氨基酸残基。ClGA2ox1蛋白与GenBank中收录的其它植物GA2ox蛋白氨基酸的相似性达到80%。构建系统进化树,结果显示山茶GA2氧化酶与烟草GA2ox蛋白的亲缘关系最为密切。实时定量PCR结果显示,该基因在荔波边蕊茶不同器官及发育不同时期的均有表达,表达量有所不同:ClGA2ox1基因在2年生茎段中的表达量最高,在嫩枝和根中也有较高的表达,而在新抽生的嫩叶中最低。[结论]试验结果为进一步明确ClGA2ox1基因的功能特征及揭示其参与调控植物生长的分子机制奠定基础。
    Abstract: Gibberellin 2 oxidase is one of the key enzymes in GA biosynthesis and metabolism, and GA2ox genes are often used to dwarf plant engineering breeding. In this study, the gibberellin 2 oxidase gene was cloned from the stems of Camellia lipoensis using RT-PCR and RACE methods. The full length of the GA2ox gene, named ClGA2ox1, is 1 371 bp (GenBank accession No. KJ502290), which contains a 1 002 bp open reading frame encoding 333 amino acid residues, contains a 5'-UTR with 59 bp and 3'-UTR 310 bp. The putative protein molecular weight is 37.31 kD and its theoretical isoelectric point is 5.92. The sequence includes GA2ox superfamily domain and the family signature amino acid residues. Homologous alignment shows that it shares 80% of amino acid identities with GA2ox from other plants in GenBank. The phylogenetic tree constructed on the basis of amino acid sequences of GA2ox suggests that the relationship between C. lipoensis and Nicotiana tabacum is the most intimate. The results showed that the ClGA2ox1 gene expression level in root, young stem, two-year-old stem, young leaf, mature leaf and seed of C. lipoensis were different. The ClGA2ox1 transcripts were the most abundant in two-year-old stem, followed by new stem and root, and the lowest transcripts were found in the young leaf. This study may provide references for further research on the functional characteristics of ClGA2ox1 and its molecular mechanism involved in the regulation of plant growth.
  • [1]

    Radi A, Lange T, Niki T, et al. Ectopic expression of pumpkin gibberellin oxidases alters gibberellin biosynthesis and development of transgenic Arabidopsis plants[J]. Plant Physiol, 2006, 140(2): 528-536.
    [2]

    Pimenta Lange M J, Liebrandt A, Arnold L, et al. Functional characterization of gibberellin oxidases from cucumber, Cucumis sativus L.[J]. Phytochemistry, 2013(90): 62-69.
    [3]

    Lee D, Lee I, Kim K, et al. Expression of gibberellin 2-oxidase 4 from Arabidopsis under the control of a senescence-associated promoter results in a dominant semi-dwarf plant with normal flowering[J]. Journal of Plant Biology, 2014, 57(2): 106-116.
    [4]

    Hedden P, Phillips A L. Gibberellin metabolism: new insights revealed by the genes[J]. Trends Plant Sci, 2000, 5(12): 523-530.
    [5]

    Sakamoto T, Miura K, Itoh H, et al. An overview of gibberellin metabolism enzyme genes and their related mutants in rice[J]. Plant Physiol, 2004, 134(4): 1642-1653.
    [6]

    Hedden P, Thomas S G. Gibberellin biosynthesis and its regulation[J]. Biochem J, 2012, 444(1): 11-25.
    [7]

    Dijkstra C, Adams E, Bhattacharya A, et al. Over-expression of a gibberellin 2-oxidase gene from Phaseolus coccineus L. enhances gibberellin inactivation and induces dwarfism in Solanum species[J]. Plant Cell Reports, 2008, 27(3): 463-470.
    [8]

    Biemelt S, Tschiersch H, Sonnewald U. Impact of altered gibberellin metabolism on biomass accumulation, lignin biosynthesis, and photosynthesis in transgenic tobacco plants[J]. Plant Physiol, 2004, 135(1): 254-265.
    [9]

    Zhou B, Lin J, Peng W, et al. Dwarfism in Brassica napus L. induced by the over-expression of a gibberellin 2-oxidase gene from Arabidopsis thaliana[J]. Molecular Breeding, 2012, 29(1): 115-127.
    [10]

    Studzinska A K, Gardner D S, Metzger J D, et al. The Effect of PcGA2ox overexpression on creeping bentgrass (Agrostis stolonifera L.): performance under various light environments[J]. HortScience, 2012, 47(2): 280-284.
    [11] 余 勇, 葛文东, 邹世慧, 等. 异源表达拟南芥赤霉素 2-氧化酶基因对矮牵牛形态发育的影响[J]. 园艺学报, 2014, 41(10): 2065-2074.
    [12]

    Huang J, Tang D, Shen Y, et al. Activation of gibberellin 2-oxidase 6 decreases active gibberellin levels and creates a dominant semi-dwarf phenotype in rice (Oryza sativa L.)[J]. J Genet Genomics, 2010, 37(1): 23-36.
    [13]

    Thomas S G, Phillips A L, Hedden P. Molecular cloning and functional expression of gibberellin 2-oxidases, multifunctional enzymes involved in gibberellin deactivation[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 1999, 96(8): 4698-4703.
    [14]

    Schomburg F M, Bizzell C M, Lee D J, et al. Overexpression of a novel class of gibberellin 2-oxidases decreases gibberellin levels and creates dwarf plants[J]. The Plant Cell Online, 2003, 15(1): 151-163.
    [15] 常 丽, 赵小英, 郭 明, 等. GA2ox1氧化酶基因的克隆及原核表达[J]. 西北植物学报, 2010, 30(06): 1099-1104.
    [16]

    Chen Q, Ya H, Li S, et al. Isolation and analysis of homoeologous genes encoding gibberellin 2-oxidase 3 isozymes in common wheat[J]. Journal of Genetics, 2012, 91(3):1-9.
    [17]

    Otani M, Meguro S, Gondaira H, et al. Overexpression of the gibberellin 2-oxidase gene from Torenia fournieri induces dwarf phenotypes in the liliaceous monocotyledon Tricyrtis sp[J]. Journal of Plant Physiology,2013,170(16): 1416-1423.
    [18]

    Lange T, Kappler J, Fischer A, et al. Gibberellin biosynthesis in developing pumpkin seedlings[J]. Plant Physiol, 2005, 139(1): 213-223.
    [19]

    Zhao H, Dong J, Wang T. Function and expression analysis of gibberellin oxidases in apple[J]. Plant Molecular Biology Reporter, 2010, 28(2): 231-238.
    [20] 张宏达,任善湘. 中国植物志:第49卷,第3分册[M]. 北京: 科学出版社, 1998: 1-152.
    [21]

    Gasteiger E, Hoogland C, Gattiker A, et al. Protein identification and analysis tools on the ExPASy server, in The proteomics protocols handbook[M].Totowa, NJ: Humana Press, 2005:571-607.
    [22]

    Dyrløv Bendtsen J, Nielsen H, von Heijne G, et al. Improved prediction of signal peptides: SignalP 3.0[J]. Journal of Molecular Biology, 2004, 340(4): 783-795.
    [23]

    Guermeur Y, Pollastri G, Elisseeff A, et al. Combining protein secondary structure prediction models with ensemble methods of optimal complexity[J]. Neuro Computing, 2004, 56: 305-327.
    [24]

    Tamura K, Dudley J, Nei M, et al. MEGA4: molecular evolutionary genetics analysis (MEGA) software version 4.0[J]. Molecular Biology and Evolution, 2007, 24(8): 1596-1599.
    [25] 肖 政, 李纪元, 范正琪, 等. 荔波连蕊茶肌动蛋白基因全长 cDNA 的克隆及其表达分析[J]. 林业科学研究, 2014, 27(3): 374-380.
    [26] 王西成, 王 晨, 房经贵, 等. 葡萄VvGA2ox1基因克隆、亚细胞定位及时空表达分析[J]. 南京农业大学学报, 2013,36(1): 29-34.
    [27]

    Yamaguchi S. Gibberellin metabolism and its regulation[J]. Annu Rev Plant Biol, 2008, 59(4): 225-251.
    [28]

    Gargul J M, Mibus H, Serek M. Constitutive overexpression of Nicotiana GA2ox leads to compact phenotypes and delayed flowering in Kalanchoë blossfeldiana and Petunia hybrida[J]. Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC), 2013, 115(3): 407-418.
    [29]

    Lo S F, Yang S Y, Chen K T, et al. A novel class of gibberellin 2-oxidases control semidwarfism, tillering, and root development in rice[J]. Plant Cell, 2008, 20(10): 2603-2618.
    [30]

    Rieu I, Eriksson S, Powers S J, et al. Genetic analysis reveals that C19-GA2-oxidation is a major gibberellin inactivation pathway in Arabidopsis[J]. Plant Cell, 2008, 20(9): 2420-2436.
    [31] 屠煦童, 张仕杰, 陈小云, 等. ‘南通小方柿’GA2ox基因的克隆、亚细胞定位及表达分析[J]. 中国农业科学, 2015 ,48(1): 197-206.
    [32] 王成祥, 李长生, 侯 蕾, 等. 花生赤霉素2-氧化酶基因的克隆和表达研究[J]. 山东农业科学, 2013, 45(1): 14-18.
  • [1] 肖政 , 李纪元 , 范正琪 , 殷恒福 . 荔波连蕊茶肌动蛋白基因全长cDNA的克隆及其表达分析. 林业科学研究, 2014, 27(3): 374-380.
    [2] 赵天田 , 王贵禧 , 梁丽松 , 马庆华 , 陈新 . 平榛ChWRKY2转录因子的克隆及在低温胁迫下的表达分析. 林业科学研究, 2012, 25(2): 144-149.
    [3] 张恺恺 , 吕星 , 杨立莹 , 陈段芬 , 邱德有 , 杨艳芳 . 红豆杉TbAP2基因荧光定量PCR体系的建立及优化. 林业科学研究, 2019, 32(1): 39-46. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2019.01.006
    [4] 程水源 , 杜何为 , 许锋 , 陈昆松 . 银杏苯丙氨酸解氨酶基因的克隆和序列分析. 林业科学研究, 2005, 18(5): 573-577.
    [5] . 毛竹苯丙氨酸解氨酶基因的克隆及组织特异性表达分析. 林业科学研究, 2009, 22(3): -.
    [6] 李雪平 , 高志民 , 彭镇华 , 岳永德 , 高健 , 蔡春菊 , 牟少华 . 绿竹咖啡酸－O－甲基转移酶基因(COMT)的克隆及相关分析. 林业科学研究, 2007, 20(5): 722-725.
    [7] 范正琪 , 李纪元 , 田 敏 , 李辛雷 , 陈东亮 , 卢孟柱 . 麻疯树磷酸烯酮式丙酮酸羧化酶em>pepc基因全长cDNA克隆及序列分析. 林业科学研究, 2010, 23(3): 349-354.
    [8] 陈鸿鹏 , 朱凤云 , 吴志华 , 谢耀坚 . 赤桉GAPDH家族基因的克隆及其序列分析. 林业科学研究, 2014, 27(1): 120-127.
    [9] 崔丽莉 , 杨汉奇 , 杨宇明 . 版纳龙竹CONSTANS同源基因的克隆与序列分析. 林业科学研究, 2010, 23(1): 1-5.
    [10] 万友名 , 马宏 , 刘雄芳 , 张序 , 安静 , 刘秀贤 , 李正红 . 馥郁滇丁香LgFKF1基因的克隆及节律表达分析. 林业科学研究, 2020, 33(1): 99-106. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2020.01.013
    [11] 赵天田 , 梁丽松 , 马庆华 , 王贵禧 . 平榛ChWRKY28基因克隆及表达模式分析. 林业科学研究, 2016, 29(2): 250-255.
    [12] 黄国文 , 管天球 , 赵雨云 , 陈莫林 , 刘宏辉 . 油茶转录因子基因CoSOC1-like的克隆和表达分析. 林业科学研究, 2022, 35(2): 129-139. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.02.015
    [13] 宋月芹 , 白小军 , 陈庆霄 , 吕琪卉 , 孙会忠 . 红脊长蝽感觉神经元膜蛋白基因克隆及组织表达谱分析. 林业科学研究, 2021, 34(5): 135-141. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.005.016
    [14] 周成城 , 荣俊冬 , 谢德金 , 杨德明 , 何天友 , 郑郁善 . 福建柏实时荧光定量PCR内参基因的选择. 林业科学研究, 2021, 34(1): 137-145. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.01.017
    [15] 华雅洁 , 岳远征 , 杨秀莲 , 何卿 . 海州常山叶片实时荧光定量PCR的内参基因选择. 林业科学研究, 2022, 35(2): 194-202. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2022.02.023
    [16] 郭晓娟 , 陈凌娜 , 杨汉奇 . 巨龙竹秆形发育过程实时荧光定量PCR内参基因的筛选. 林业科学研究, 2018, 31(2): 120-125. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2018.02.017
    [17] 张颖 , 陈婉婷 , 陈冉红 , 帅鹏 , 李明 . 杉木实时荧光定量PCR分析中内参基因的选择. 林业科学研究, 2019, 32(2): 65-72. doi: 10.13275/j.cnki.lykxyj.2019.02.010
    [18] 余义勋 , 张俊卫 , 孙振元 , 包满珠 . 香石竹ACC氧化酶基因的克隆与植物表达载体构建. 林业科学研究, 2002, 15(3): 256-260.
    [19] 吴涛 , 李万峰 , 张俊红 , 韩素英 , 杨文华 , 齐力旺 . 落叶松实时定量PCR内参基因的筛选. 林业科学研究, 2013, 26(S1): 1-8.
    [20] 李明亮 , 韩一凡 , 李玲 , 田颖川 , 李凝 , 王世绩 . ACC氧化酶cDNA克隆及其对美洲黑杨体内乙烯产生的反义抑制. 林业科学研究, 1999, 12(3): 223-228.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-03-31

荔波连蕊茶GA2ox1基因的克隆及表达分析

  • 1. 江苏省农业科学院园艺研究所/江苏省高效园艺作物遗传改良重点实验室, 江苏 南京 210014
  • 2. 中国林业科学研究院亚热带林业研究所, 浙江 杭州 311400
  • 收稿日期: 2015-03-31
基金项目:  "十二五"国家科技支撑计划课题(2012BA01B0703);国家国际科技合作项目(2011DFA30490);浙江省花卉新品种选育重大科技专项(2012C12909-6);浙江省省院合作林业科技项目(2012SY02)

摘要: [目的]GA2氧化酶是赤霉素生物合成代谢过程中关键酶之一,GA2ox家族基因常被用于植物矮化基因工程育种。[方法]根据植物GA2氧化酶基因编码区的保守序列设计引物,以山茶属荔波连蕊茶嫩枝为材料,提取总RNA,进行RT-PCR。采用RACE技术扩增获得1 371 bp的GA2ox基因全长cDNA序列,命名为ClGA2ox1(GenBank登录号KJ502290)。[结果]序列分析表明,ClGA2ox1放阅读框(ORF)为1 002 bp,编码333个氨基酸,5'非编码区59 bp,3'非编码区310 bp。预测的蛋白质分子量为37.31 kD,等电点为5.92,具有GA2ox超基因家族的保守结构域和特有的氨基酸残基。ClGA2ox1蛋白与GenBank中收录的其它植物GA2ox蛋白氨基酸的相似性达到80%。构建系统进化树,结果显示山茶GA2氧化酶与烟草GA2ox蛋白的亲缘关系最为密切。实时定量PCR结果显示,该基因在荔波边蕊茶不同器官及发育不同时期的均有表达,表达量有所不同:ClGA2ox1基因在2年生茎段中的表达量最高,在嫩枝和根中也有较高的表达,而在新抽生的嫩叶中最低。[结论]试验结果为进一步明确ClGA2ox1基因的功能特征及揭示其参与调控植物生长的分子机制奠定基础。

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